低温介电流体组合物制造技术

本发明专利技术涉及一种酯组合物，该酯组合物适用于在极低温度(诸如低于约‑50℃)下的介电流体中成功操作，而不损害组合物的介电性能。本发明专利技术还涉及制备该酯组合物和含有该酯组合物的介电流体组合物的方法。

Low temperature dielectric fluid composition

The invention relates to a composition of the ester, ester composition suitable for extremely low temperature (such as less than about 50 DEG C) the successful operation of the dielectric fluid, without compromising the dielectric properties of the composition. The present invention also relates to a method for preparing the ester composition and a dielectric fluid composition containing the ester composition.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】低温介电流体组合物
本专利技术涉及一种酯组合物，该酯组合物适用于在极低温下的介电流体中使用，而不损害组合物的介电性能，以及制备酯组合物的方法和含有该酯组合物的介电流体组合物。
技术介绍
介电流体在电气设备(诸如变压器)中的应用是众所周知的。在世界各地，介电流体用于变压器，以在变压器内提供电绝缘、提供冷却并防止过度升温，以抑制电晕和电弧，并从而以延长变压器的使用寿命。已知用于这种用途的介电液体包括基于矿物油的流体、基于天然酯的流体和基于合成酯的流体。已知的合成酯包括由醇与一种或多种羧酸反应制得的酯。基于这种合成酯的介电流体具有优于基于矿物油的流体的许多优点，但仍然需要具有改进性能的合成酯。特别是，常规介电流体在全世界成千上万的变压器中的应用迄今为止从未能够延伸到极端条件。一种这样的极端条件是非常低的温度，诸如低于约-50℃。在如此低的温度下，可用的介电流体组合物要么是固体形式，要么很粘稠抑制了正常的流体流动，且该组合物不能执行其所需的功能。
技术实现思路
因此，需要且期望能够在极低温下有效作为介电流体运行的酯组合物，以避免现有组合物遇到的问题。因此，根据本专利技术的第一方面，提供了一种酯组合物，其中，所述酯组合物包括多种衍生自以下物质的反应的酯：i)一种或多种多元醇，其中，所述一种或多种多元醇各自独立地为直链或支链的C2-C8多元醇；和ii)两种或更多种羧酸，其中，所述羧酸各自独立地为直链或支链的C4-C12羧酸。根据本专利技术的一个实施方式，一种或多种多元醇中的每一种多元醇可以是C2多元醇、C3多元醇、C4多元醇、C5多元醇、C6多元醇、C7多元醇或C8多元醇。通常，所述一种或多种多元醇中的每一种多元醇选自直链或支链的C2-C5多元醇，并且可以具有带有或不带有一个或多个烃侧基的C2-C3主链。当任何多元醇是支链的时，它们通常具有一个或多个C1侧基或C2侧基，通常为C1侧基。作为非限制性实例，所述多元醇可以选自新戊二醇(NPG)、甘油、丁二醇、乙二醇和丙二醇。更通常，仅使用一种多元醇；多元醇通常是NPG。根据本专利技术的另一个实施方式，所述两种或更多种羧酸通常各自独立地选自直链或支链的C4羧酸、C5羧酸、C6羧酸、C7羧酸、C8羧酸、C9羧酸、C10羧酸、C11羧酸和C12羧酸。更通常，所述两种或更多种羧酸通常各自独立地选自直链或支链的C7羧酸、C8羧酸、C9羧酸、C10羧酸、C11羧酸和C12羧酸，并且不包括在该范围之外的任何酸。更加通常，它们各自独立地选自直链或支链的C7羧酸、C8羧酸、C9羧酸、C10羧酸，并且不包括在该范围之外的任何酸。根据本专利技术的一个实施方式，所述多元醇与所述两种或更多种羧酸反应，更通常仅与两种羧酸反应。在该实施方式中，通常，第一羧酸是C7酸、C8酸或C9酸。更通常，它可以是C8酸，更通常是支链的C8酸，例如2-乙基己酸(2EHA)。通常，第二羧酸是直链或支链的C8酸、C9酸或C10酸，更通常是直链的C8酸、C9酸或C10酸，即，正辛酸、正壬酸或正癸酸。更通常，酸是正壬酸。通常，所述酯组合物包括由多元醇与(i)作为第一羧酸的支链的C8羧酸；和(ii)作为第二羧酸的直链的C9羧酸的反应形成的酯。根据本专利技术的一个实施方式，所述多元醇是新戊二醇(NPG)，所述第一羧酸是2EHA，且所述第二羧酸是正壬酸。由一种或多种多元醇和两种羧酸的这种反应得到的产物不是纯物质并且包括许多可能的酯结构的混合物。这种酯混合物作为反应过程的自然结果而产生。例如，NPG含有两个醇官能团，因此NPG与两种酸(诸如2EHA和C9酸)的反应将产生三种不同的二酯结构，该二酯含有以下官能团：2EHA和2EHA；2EHA和C9；C9和C9。2EHA和C9的相对量通常为60～95wt％的2EHA和5～40wt％的C9酸，更通常为约70～90wt％的2EHA和10～30wt％的C9酸，且更加通常为约75～85wt％的2EHA和约15～25wt％的C9酸。根据本专利技术的第二实施方式，所述多元醇与三种或更多种羧酸反应，且通常使用三种羧酸。在该第二实施方式中，通常，第一羧酸是C7酸、C8酸或C9酸。更通常，它可以是C8酸，更通常是支链的C8酸，例如2-乙基己酸(2EHA)。通常，第二羧酸是C8酸、C9酸或C10酸，诸如正辛酸、正癸酸或异壬酸(3,5,5-三甲基己酸)。还可以存在第三羧酸，它也可以是C8酸、C9酸或C10酸，诸如正辛酸、正癸酸或异壬酸，并且不同于第二羧酸。通常，所述酯组合物包括由所述多元醇与(i)作为第一羧酸的支链的C8羧酸；和(ii)作为第二羧酸和第三羧酸的直链的C8羧酸和直链的C10羧酸的反应形成的酯。在与第一羧酸组合之前，这些羧酸的任何混合物中的C8羧酸和C10羧酸的相对量通常为50～70wt％的C8和30～50wt％的C10，更通常为约55～65wt％的C8和35～45wt％的C10，还更通常为约60wt％的C8和约40wt％的C10。对于与一种或多种多元醇的反应，在所述第二羧酸和所述第三羧酸已经与所述第一羧酸组合之后，通常存在10～15％摩尔的所述第二羧酸、约5～10％摩尔的所述第三羧酸，其余为所述第一羧酸。根据本专利技术的一个实施方式，所述多元醇是新戊二醇(NPG)，所述第一羧酸是2EHA，所述第二羧酸和所述第三羧酸是不同的C8羧酸、C9羧酸或C10羧酸的混合物。通常，反应酸混合物具有约60～95％的2EHA比至约5～40％的C8-C10羧酸的摩尔比，更通常为70～90％的2EHA比约10～30％的C8-C10羧酸的摩尔比，更通常为约80％的2EHA比约20％的C8-C10羧酸的摩尔比。通常，所述第二羧酸和所述第三羧酸是正辛酸(C8)和癸酸(C10)的混合物。由一种或多种多元醇和三种羧酸的这种反应得到的产物不是纯物质并且包括许多可能的酯结构的混合物。这种酯混合物作为反应过程的自然结果而产生。例如，NPG含有两个醇官能团，因此NPG与三种酸(诸如2EHA、C8酸和C10酸)的反应将产生六种不同的二酯结构，该二酯含有以下官能团：2EHA和2EHA；2EHA和C8；2EHA和C10；C8和C8；C8和C10；C10和C10。所述酯组合物可以包括少量的作为杂质的未反应的醇和/或酸。通常，所述酯组合物基本上不含醇和/或酸。本专利技术的酯组合物具有介电性能，并且适合用作介电流体，特别用作极低温度(诸如低于约-50℃、低于约-60℃、低于约-70℃、甚至降至约-75℃)下的介电流体。就本专利技术的合成酯组合物的性能而言，已经观察到：它具有比现有的主要商业介电流体(诸如Midel7131)低得多的凝点(与-60℃相比，为-75℃)，并且具有在40℃下约等于矿物油的粘度。因此，本专利技术的酯组合物可以用于介电流体，而不需要降凝剂。然而，如果需要的话，可以使用降凝剂。本专利技术的合成酯组合物也具有约220℃的着火点，因此比着火点为约170℃的矿物油的着火安全性更好。关键的是，这些优点不损害本专利技术的酯组合物的介电性能。本专利技术的酯组合物具有与Midel7131相当的击穿电压，并且易于生物降解且氧稳定。本专利技术还设想：本专利技术的酯组合物可用作低温润滑剂组合物。通常，当根据ISO3016的方法测量时，所述酯组合物的凝点为-50℃以下，更通常为-55℃以下，更通常本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种酯组合物，其中，所述酯组合物包括多种衍生自以下物质的反应的酯：i)一种或多种多元醇，其中，所述一种或多种多元醇各自独立地为直链或支链的C2‑C8多元醇；和ii)两种或更多种羧酸，其中，所述羧酸各自独立地为直链或支链的C4‑C12羧酸。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.02.20 GB 1502874.91.一种酯组合物，其中，所述酯组合物包括多种衍生自以下物质的反应的酯：i)一种或多种多元醇，其中，所述一种或多种多元醇各自独立地为直链或支链的C2-C8多元醇；和ii)两种或更多种羧酸，其中，所述羧酸各自独立地为直链或支链的C4-C12羧酸。2.根据权利要求1所述的酯组合物，其中，所述一种或多种多元醇各自独立地选自直链或支链的C2-C5多元醇。3.根据权利要求2所述的酯组合物，其中，所述一种或多种多元醇各自独立地具有C2-C3骨架和一种或多种C1或C2烃侧基。4.根据前述权利要求中任一项所述的酯组合物，其中，所述一种或多种多元醇各自独立地包括新戊二醇(NPG)、甘油、丁二醇、乙二醇或丙二醇。5.根据前述权利要求中任一项所述的酯组合物，其中，仅使用一种多元醇。6.根据权利要求5所述的酯组合物，其中，所述多元醇包括新戊二醇。7.根据前述权利要求中任一项所述的酯组合物，其中，所述一种或多种多元醇各自仅与第一羧酸和第二羧酸反应。8.根据权利要求7所述的酯组合物，其中，所述第一羧酸包括C7酸、C8酸或C9酸。9.根据权利要求8所述的酯组合物，其中，所述第一羧酸包括支链的C8酸。10.根据权利要求8或权利要求9所述的酯组合物，其中，所述第一羧酸包括2-乙基己酸。11.根据权利要求7～10中任一项所述的酯组合物，其中，所述第二羧酸选自直链的C8酸、C9酸或C10酸。12.根据权利要求7～11中任一项所述的酯组合物，其中，所述第二羧酸是正壬酸。13.根据前述权利要求中任一项所述的酯组合物，其中，所述一种或多种多元醇包括新戊二醇，并且所述一种或多种多元醇仅与第一羧酸和第二羧酸反应，其中，所述第一羧酸是2-乙基己酸，且所述第二羧酸是正壬酸。14.根据权利要求13所述的酯组合物，其中，所述一种或多种多元醇包括约60～95wt％的2-乙基己酸和约5～40wt％的正壬酸。15.根据前述权利要求中任一项所述的酯组合物，其中，所述一种或多种多元醇各自与第一羧酸、第二羧酸和第三羧酸反应。16.根据权利要求15所述的酯组合物，其中，所述第一羧酸包括C7酸、C8酸或C9酸。17.根据权利要求16所述的酯组合物，其中，所述第一羧酸包括支链的C8酸。18.根据权利要求16或权利要求17所述的酯组合物，其中，所述第一羧酸包括2-乙基己酸。19.根据权利要求16～18中任一项所述的酯组合物，其中，所述第二羧酸和所述第三羧酸彼此不同，并且各自独立地选自直链或支链的C8酸、C9酸或C10酸。20.根据权利要求19所述的酯组合物，其中，所述第二羧酸和所述第三羧酸彼此不同，并且各自独立地选自正辛酸、正癸酸或异壬酸(3,5,5-三甲基己酸)。21.根据前述权利要求中任一项所述的酯组合物，其中，所述一种或多种多元醇包括新戊二...

【专利技术属性】
技术研发人员：拉塞尔·马丁，弗朗辛·伊丽莎白·爱德华兹，
申请(专利权)人：MI材料有限公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB